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NOUVEAUTÉ
2014
014
Le nouveau Sirius 2de conforme
à l’esprit du nouveau Bac
Bon de documentation
À retourner à : Relation Enseignants Nathan - TSA 94089
77217 Avon cedex - Tél. : 01 53 55 26 10
DOM-TOM et étranger : Fax : +33(0)1 45 87 56 54
Réservé aux enseignants de Physique-Chimie des lycées
Physique-Chimie 2de
14PHC
STRUCTURE D’UN CHAPITRE
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• Une ouverture pour faire le point sur les compétences
attendues et introduire les notions du chapitre au travers
d’un questionnement par l’image et de vidéos-débats NOUVEAU .
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N° Client
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2014
Votre n° personnel Nathan
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• Des activités expérimentales et documentaires pour initier
les élèves à la démarche scientifique : des situations
déclenchantes NOUVEAU pour confronter leurs représentations
avec la réalité, et de nombreuses démarches d’investigation les
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plaçant en situation de recherche et d’action.
Collection Sirius
NOUVEAUTÉ
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Nom et adresse de votre établissement
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pour s’entraîner.
• Des exercices progressifs, conçus par compétences et contextualisés :
– applications directes du cours pour se tester ;
– exercices résolus et « apprendre à rédiger » pour acquérir de la méthode ;
– exercices in English please NOUVEAU pour s’habituer à lire des documents
scientifiques en langue étrangère ;
– exercices « Arts et sciences » NOUVEAU ;
– nombreux exercices pour commencer à se préparer au Bac.
6 pages d’exercices par
chapitre, progressifs et
conçus par compétences
33 ÉVALUATION DES CAPACITÉS EXPÉRIMENTALES
★
L’estragol
S’approprier, analyser.
COMPÉTENCE
L’estragol est une espèce chimique présente dans les feuilles
d’estragon. L’huile essentielle d’estragon a des vertus
antiallergiques.
Doc. 1 Caractéristiques des solvants utilisés
Densité
Cyclohexane
Miscibilité
avec l’eau
Solubilité
de l’estragol
0,78
Non
Soluble
Dichlorométhane
1,3
Non
Soluble
Éthanol
0,79
Oui
Soluble
Eau
1,0
–
Peu soluble
Doc. 2 Pictogrammes de sécurité
Cyclohexane
Inflammable
Dangereux
pour la santé
Nocif
et irritant
Dangereux pour
l’environnement
Dichlorométhane
Éthanol
Dangereux pour la santé
Inflammable
S’entraîner
Le matériel disponible est le suivant : bécher, ampoule à
décanter et support, tube à essais, éprouvette graduée.
On dispose de 30 mL de distillat obtenu par hydrodistillation
des feuilles d’estragon. Le distillat est constitué de beaucoup
d’eau et d’un peu d’estragol.
Comment extraire l’estragol présent dans l’huile essentielle ?
a. Proposer un protocole expérimental permettant de répondre
à la question posée.
b. Proposer une technique, en précisant les conditions expérimentales, permettant de récupérer l’estragol comme corps pur.
34
★
Hydrodistillation
COMPÉTENCES
S’approprier, analyser, réaliser.
L’arôme naturel de menthe est principalement dû à deux
espèces : le menthol et la menthone. Ces espèces permettent
de masquer le goût de certains médicaments.
L’huile essentielle est extraite à partir des feuilles de menthe
par hydrodistillation.
L’hydrodistillation est une méthode d’extraction par chauffage et vaporisation. La chaleur favorise l’éclatement des
cellules végétales, qui libèrent l’espèce chimique à extraire.
Cette dernière est ensuite entraînée sous forme gazeuse par
la vapeur d’eau. Un mélange hétérogène appelé distillat est
recueilli. Il contient de l’eau et une autre phase liquide non
miscible à l’eau, appelée huile essentielle, qui contient l’espèce
extraite.
thermomètre
Les fiches de données de sécurité (FDS) sont disponibles sur
le site : www.inrs.fr
Doc. 3 Évaporateur rotatif
L’évaporateur rotatif permet d’éliminer le solvant extracteur
par vaporisation de manière rapide et efficace sans exposer
l’espèce extraite à un chauffage important et prolongé.
réfrigérant
vanne de
fermeture
moteur
entrée d’eau
vers la trompe à eau
sortie
d’eau
ballon de
récupération
bain-marie
– Pour les solvants très volatils comme le dichlorométhane,
une faible dépression sans chauffage du bain est suffisante
pour permettre l’ébullition.
– Pour les solvants moins volatils comme le cyclohexane, il
est nécessaire de chauffer. On ajuste la pression de façon à
permettre l’ébullition à environ 40 °C.
28
feuilles de
menthe
+ pierre ponce
+ eau
eau
réfrigérant
eau
35 RÉSOLUTION DE PROBLÈME
★ ★
Solubilité de l’acide benzoïque
COMPÉTENCES
S’approprier, analyser.
L’acide benzoïque est un antifongique utilisé en dermatologie. Il
est naturellement présent dans
les canneberges (arbustes à baies
rouges comestibles).
La solubilité en masse d’une espèce
chimique représente, à une température donnée, la masse maximale
de cette espèce que l’on peut
dissoudre par litre de solution. Il
s’agit ici d’étudier l’évolution de la
solubilité en masse s de l’acide benzoïque C6H5CO2H(s) dans
l’eau en fonction de la température.
s (en g . L–1)
20
15
0
température (en °C)
Doc. 2 Densité ajustable
Quand un fluide est au voisinage du point critique, on peut
faire varier sa densité de façon importante sur une faible
plage de températures et de pressions. Et en jouant sur
la densité, on module la solubilité des espèces chimiques.
Généralement, la solubilité croît avec la densité du solvant.
Le fluide supercritique favorise la solubilité des espèces. Une
fois l’extraction réalisée, on diminue la pression, il s’ensuit
une diminution de la densité donc du pouvoir solvant.
L’espèce extraite précipite et on la récupère. Le dioxyde
de carbone est éliminé simplement par vaporisation.
10 20 30 40 50 60
25 35
On dispose d’un litre de solution saturée d’acide benzoïque
à 60 °C.
Proposer un protocole expérimental facilement réalisable pour
récupérer 10 g d’acide benzoïque solide.
Le dioxyde de carbone supercritique est un solvant propre.
Il est très apprécié dans le cadre de la chimie verte, qui
a pour but de concevoir des produits et des procédés
chimiques permettant de réduire ou d’éliminer l’utilisation
et la production de substances dangereuses pour l’homme
et l’environnement.
Le parfum
COMPÉTENCES
Manuel de l’élève
001
978 209 172199 6
Livre du professeur
001
978 209 800482 5
Manuel numérique Premium
Clé USB
Tarif adoptant
001
978 209 800484 9
Manuel numérique Premium
Pack de 3 clés USB
Tarif adoptant
en*
Forfait spécim
date d’expiration :
S’approprier, restituer, communiquer.
organisme payeur (faites apposer le cachet de cet organisme
ci-contre et indiquez l’adresse de facturation ci-joint).
Doc. 1 L’enfleurage
Aide méthodologique
Il est important de mettre en corrélation la définition de la
solubilité en masse et la représentation graphique.
Dans le ballon, il y a des feuilles de menthe, quelques grains de
pierre ponce et 100 mL d’eau. Le montage d’hydrodistillation
fonctionne jusqu’à recueillir 30 mL de distillat.
Le distillat est transvasé dans une ampoule à décanter où est
ajouté, sous la hotte, du dichlorométhane. Après agitation et
décantation, deux phases apparaissent.
a. Que se passe-t-il dans le réfrigérant ?
b. Schématiser l’ampoule à décanter après agitation et
décantation.
c. Quelle phase liquide faut-il conserver après agitation ?
Justifier.
36 ANALYSE ET SYNTHÈSE DE DOCUMENTS
★
Date :
Le CO2 supercritique
COMPÉTENCES
S’approprier, analyser, communiquer.
Les espèces actives de l’argousier sont extraites par le dioxyde
de carbone supercritique. L’huile essentielle obtenue est
utilisée en phytothérapie, en particulier pour ses propriétés
anti-inflammatoires.
Doc. 1 Solvant supercritique
Le dioxyde de carbone CO2 dans son état « supercritique »
(état de la matière où la distinction entre l’état gazeux et
l’état liquide n’a plus cours) est un solvant très particulier
utilisé comme solvant extracteur.
C’est un fluide propre, non toxique, non inflammable et
dont la température et la pression critique sont relativement
basses : 31,2 °C et 73 bar.
Net à payer
en euros
Signature :
– Dites, Maître : y a-t-il d’autres moyens que l’expression
et la distillation, pour extraire des corps leurs parfums ? (…)
– Il y en a trois, mon fils : l’enfleurage à chaud, l’enfleurage
à froid et l’enfleurage à l’huile. Ils ont sur la distillation
beaucoup d’avantages et ils s’emploient pour extraire les
parfums les plus fins : le jasmin, la rose et la fleur d’oranger.
– Où cela ? demanda Grenouille.
– Dans le Midi, répondit Baldini. Surtout à Grasse.
Patrick Süskind, Le Parfum, 1985
À partir de l’analyse de ce document et de vos connaissances,
rédiger un commentaire argumenté expliquant le principe de
l’enfleurage.
Chapitre 1. Extraction et séparation d’espèces chimiques
29
1
7,00*
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ÉDITIONS NATHAN, 25, avenue Pierre de Coubertin, 75211 Paris cedex 13
Une maison d’édition de S.E.J.E.R.
Société anonyme au capital de 26 602 500 euros
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facturés à réception de la commande.
cryptogramme
(3 derniers chiffres au dos de la carte)
distillat
Données
– Solubilité de la menthone et du menthol : peu solubles dans
l’eau ; solubles dans le dichlorométhane.
– Miscibilité avec l’eau : dichlorométhane non miscible.
– Densité : deau " 1,0 ; ddichlorométhane " 1,3.
Prix
catalogue
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Science s
& Littérature
Des exercices Arts et sciences
tissant des liens entre art et
démarche scientifique
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chèque
carte bancaire (CB, Visa, EC/MC) N° :
Doc. 3 Solvant propre
37 COMMENTAIRE ARGUMENTÉ
012
*Tarif réel du manuel : 27,50 €
**Offre réservée aux adoptants du manuel papier (75% des élèves équipés
pour un niveau et une discipline donnés). Liste officielle des manuels de votre
établissement à joindre impérativement avec ce bon de documentation.
EXERCICES
À partir de ces documents, rédiger une synthèse d’une dizaine
de lignes permettant d’expliquer les avantages d’un solvant
supercritique comme le dioxyde de carbone.
10
5
3,4
2,1
Qté
Cachet de l’organisme payeur
DATE DE VALIDITÉ 30/04/2015 - 111986
S’entraîner
EXERCICES
Titres
Physique-Chimie 2de - Collection Sirius (2014)
Pour chaque exercice,
le détail des compétences
évaluées
À DÉCOUVRIR
De nombreux commentaires
argumentés, analyses et
synthèses de documents
et résolutions de problème
pour commencer à se préparer
aux épreuves des différents
baccalauréats
Références
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réaliser, valider, communiquer, restituer.
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